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Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung: Bakterien-Sondierung mit Super-Mikroskopen

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung: Bakterien-Sondierung mit Super-Mikroskopen

Eigentlich ist der Standort für die neuen, supersensiblen und sündhaft teuren Geräte, mit denen ganz tief in die Zellen von Organismen geschaut werden kann, alles andere als optimal.

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Physiker Hryhoriy Stryhanyuk an einem kurz SIMS genannten Gerät. Das spezielle Massenspektrometer gehört zu den Apparaturen des neuen UFZ-Visualisierungszentrums und kostete 3,2 Millionen Euro.

Quelle: André Kempner

Leipzig. Straßenbahnen rattern nicht weit entfernt vom Leipziger Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) über die Schienen der Torgauer Straße. Autokolonnen begleiten diese oder schieben sich über den Asphalt der Permoser Straße. Feinste Schwingungen wären unter den Mikroskopen, mit denen tausendmal kleinere Dinge vergrößert werden als der Kopf einer Stecknadel, sicht- und spürbar.

Damit die Idee, die Hans-Hermann Richnow seit 2002 verfolgt, kein Fall für den Papierkorb wurde, mussten die Gegebenheiten dementsprechend angepasst werden. Das 200 Quadratmeter-große Areal im Keller eines der UFZ-Gebäude wurde für über zwei Millionen Euro umgebaut. Die klobig wirkenden Supermikroskope wurden auf eigenen Fundamenten gelagert, mehrfach luftgefedert und zudem mit langen Vorhängen abgeschottet. Denn nicht nur Schwingungen, sondern auch Temperaturschwankungen könnten die Ergebnisse der Untersuchungen verfälschen. "Wenn jemand in die Hände klatscht, würde man das unter dem Mikroskop sehen", erklärt Richnow, der den gestern eingeweihten und kurz Provis genannten Laborkomplex leitet.

Provis steht für Sächsisches Zentrum zur Visualisierung biochemischer Prozesse auf zellulärer Ebene. Mithilfe der hier installierten und zwölf Millionen Euro teuren Hightech-Geräte schauen Wissenschaftler tief in Zellen winziger Lebewesen. Dabei wollen sie verstehen, wie diese funktionieren. Und warum diese sich so verhalten, wie sie sich verhalten. Dabei helfen sollen vor allem SIMS und HIM. Die beiden Spezialmikroskope machen auf unterschiedliche Weise sichtbar, was das menschliche Auge so nie und nimmer wahrnehmen kann. Gepaart mit anderen Untersuchungsmethoden können die Experten so beispielsweise unzählige Facetten ein und desselben Bakteriums miteinander kombinieren. Ein ganz neues Bild des Lebewesens entsteht.

Bisher wissen die Forscher zwar, dass es unzählige Mikroben gibt, aber nicht genau, wie diese Stoffe abbauen und miteinander interagieren. Ähnlich einer Stadt, die zwar bekannt ist, von der aber keiner weiß, wie die Gesellschaft dort funktioniert. Beispielsweise, wer den Müll abtransportiert oder Nahrung beschafft. Genau solche Muster versuchen die Experten mit dem Provis-Equipment bei Bakterien herauszufinden.

Warum das Ganze? Um auf natürliche Art und Weise Schadstoffe im Boden abzubauen oder Metalle aus diesem zu gewinnen. All das können Mikroorganismen. Ein konkretes Projekt wird dabei schon verfolgt. 1,5 Millionen Euro zahlt das Bundesforschungsministerium dafür, dass die Fachleute herausfinden, wie Seltene Erden aus Abraumhalden gewonnen werden können. "Das sind strategische Rohstoffe, die für Handys oder Computer gebraucht werden", erläuterte Richnow. Im Mansfelder Land lagert jenes Material, was nach dem Bergbau bisher nicht mehr verwendet werden konnte - die Theisenschlämme. "Wir erforschen, welchen Beitrag Mikroorganismen leisten, um die Rohstoffe natürlich zu lösen", beschreibt der 58-Jährige das Projekt. "Oder verschmutzte Anlagen wieder herstellen", nennt Hryhoriy Stryhanyuk einen weiteres. Denn, wenn die Wissenschaftler herausfinden, welche Bakterien den Abbau von Schadstoffen hemmen oder beschleunigen, könnten sie diese Prozesse auch steuern.

Die Technologie-Plattform Provis soll auch von den Universitäten Leipzig, Freiberg, Halle und Jena genutzt werden. Dabei müssen die Wissenschaftler nicht einmal vor Ort sein, denn die Anlage ist gewissermaßen fernsteuerbar. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind von überall auf der Welt abrufbar. Finanziert wurde Provis von Sachsen, Sachsen-Anhalt, dem Bund und der Europäischen Union.

Aus der Leipziger Volkszeitung vom 07.05.2015

Alexander Bley

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